本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
正如新聞週期的方式一樣，近幾天我們又開始聽到關於在火星上建立人類定居點的計劃。幾年前，這個想法成為了焦點，因為像現已解散的 “火星一號” 這樣的專案，不知何故吸引了 20 萬人表達了對這個將是一場前往紅色星球的終身旅行的興趣。我們也看到了埃隆·馬斯克的願景，即 SpaceX 將如何最終透過永久性地在火星上定居來提供人類的“後備計劃”。
上週，馬斯克再次提出了這個想法，以典型的挑釁方式，談到到 2050 年將 100 萬人送往火星，每天至少發射三艘星艦（並儲備 1000 艘這種巨型飛船以備呼叫）。他還提出了向有志成為火星定居者的人提供貸款的可能性，使他們能夠支付這個機會的費用。當然，對於許多觀察家來說，這也引發了關於那些“在地球外的殖民地尋求新生活”的人的契約奴役的討論，套用一句 1982 年電影《銀翼殺手》中的名言。
但是，無論您如何看待馬斯克的宣告或他的業務，在火星上建立人類定居點都存在一些非常嚴重的科學障礙（並且完全公開，我擁有少量特斯拉股票，並且我非常欽佩他對地球變革以及太空發射業務的遠見和動力，但我也對有些人僅僅因為積累了大量現金就受到認真對待感到有些警惕）。
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其中一個障礙是輻射。由於我不太清楚的原因，與其他與火星大氣層（類似於在離地面 30 公里處無氧氣）、溫度、自然資源（水）、令人討厭的表面化學物質（高氯酸鹽）和較低的表面重力加速度（地球上的 1/3）有關的問題相比，這個問題往往被擱置一旁。
但實際上，我們從 輻射評估探測器 (RAD) 中獲得了關於火星（以及前往火星的途中）輻射情況的相當好的資料，該探測器自好奇號探測器從地球發射以來就一直與它同行。
最根本的是，火星上極其稀薄的大氣層以及缺乏強大的全球磁場，導致了複雜而強大的粒子輻射環境。有較低能量的太陽風粒子（如質子和氦核）和更高能量的宇宙射線粒子一直撞擊火星。例如，宇宙射線還會產生大量的二次輻射——撞擊火星風化層至數米深，然後撞擊土壤中的原子核，產生伽馬射線和中子輻射。
Hassler 及其同事在 2014 年發表在《科學》雜誌上的 一項分析指出，一次人類探險，在行星際空間總共停留 360 天，加上在火星本身停留 500 天，將使宇航員暴露於略高於 1 西弗特的輻射中。現在，從統計學上來說，這不算太可怕。它會使您在一生中患上致命癌症的機率增加約 5%。
然而，如果我們只考慮火星上的劑量，那麼按地球年平均計算的暴露率是美國能源部輻射工作人員允許的最大年暴露量的 20 多倍（基於年暴露量）。
而這還只是一次性旅行。現在想象一下，您是一名定居者，也許 20 多歲，計劃在火星上至少生活（您會希望）另外 50 個地球年。在火星上的總終生暴露量？可能高達 18 西弗特。
現在這有點進入了未知領域。例如，如果您一次性接受 8 西弗特的輻射，您就會死亡。但是，將這 8 西弗特分散在幾十年內可能是完全可以存活的，也可能不是。火星上的 RAD 測量結果也與低水平的太陽粒子活動同時發生，並且隨著大氣壓力的變化而變化很大（這在火星上每年都會發生）。
當然，您不必將所有時間都花在火星表面之上。但您需要在您上方放置幾米厚的風化層，或者住在一些深洞穴和 熔岩管 中，以躲避最嚴重的輻射。然後還有一些與癌症無關的風險，我們才剛剛開始瞭解。具體而言，有 證據表明神經功能 對輻射暴露特別敏感，還有我們基本的微生物組及其如何應對長期、持續的輻射損傷的問題。最後，正如 Hassler 等人討論的那樣，火星輻射環境的“風味”（暫且借用這個詞）與地球上的輻射環境截然不同，不僅以極端值衡量，而且以其構成衡量，其組成成分與地球表面不同。
換句話說：在最壞的情況下（這可能不一定是現實的推斷），您最終可能會在火星上死亡或變笨。或者兩者兼而有之。
一小群宇航員不斷受到監測、建議和培訓，以最佳化他們在火星上的時間（無論是短暫的還是長期的），與一百萬渴望成為先驅的定居者之間也存在真正的差異。“可能會出什麼問題？”這句老套的話湧上心頭。
顯然，沒有人，即使是膽大妄為的 SpaceX，也會在不擔心所有這些問題的情況下就將人類大規模地安置在火星上。但我認為，輻射障礙究竟會成為多大的挑戰，以及所有其他障礙，這仍然是一個懸而未決的問題。